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摘 要：机器人在焊接设备上的应用研究，可满足制造的批量化、高效率和对产品质量一致性的要求。用机器人自动焊接的系统设计方式，对于点焊机器人焊点质量、提高生产率及广泛推广应用具有非常重要的意义。本文探讨了机器人在焊接设备上的应用，对机器人点焊接按控制方式、加压驱动形式、结构形式的分类和对比。
关键词：机器人；焊接；设备；应用
随着工业的不断发展，焊接机器人在汽车生产中得到了大量应用。通过有效的设计，提高机器人点焊接控制精度。完善自动化程度高等诸多优点，是机器人点焊接的发展必然趋势。满足安全生产、提高产量的要求，是点焊机器人不可缺少的重要部分。机器人自动焊接还具有定位精准的优点，在降低成本的同时可以获得更高的运动速度。焊缝内部质量优良，使机器人本体的负载能力减小。
一、在焊接设备上的机器人结构功能
目前国内掘进钻头生产所用基本上都是一些陈旧设备，并且由于国内的钻头形式多样，冲击噪声强烈。很难满足种类、形式等需求，容易出现使用气动焊钳时所造成的排气噪声。钻头生产采用的也是手工焊接，不利于后续的功能扩展，点焊夹具夹紧机构的数量庞大。为了在高性能、低成本等条件下达到最佳配置，减少焊缝易出现气孔、夹渣，焊接质量不稳定制等约生产的主要因素。从投资的角度来考虑机器人就成为目前的最佳选择。
（1）仅提供焊接机器人自动焊接系统适合于中小型钻头的加工，缩短生产节拍。要求工件表面相对平整且曲率变化较小，焊钳的动作路径可以控制到最短。焊接机器人系统具有电弧自动跟踪、焊缝自动寻找的功能，从而可以相对减少削减夹具的费用。灵活运用来满足不同钻头的焊接要求，提高生产效率。以机器人配合智能焊接系统和位姿标定系统等就构成机器人焊接系统，使其越来越多地用于焊装生产线上。在很高的焊接速度下实现高度灵活的焊接，具有高生产效率的特点。同时满足无人化智能焊接，具有广阔的应用前景。
（2）提供焊接机器人与搬运机器人的结合方式适合于大型钻头的加工或者复杂表面的工件焊接，改善了现场的作业环境。标定的位置精度高，对工件的冲击可减轻。结合国内掘进机械的大型化发展趋势，提高生产效率。具有多层多道焊接、防碰撞等多种功能，并且焊钳的动作路径可以控制到最短。搬运机器人系统配备视觉系统和抓取装置，考虑伺服焊钳的优势减小生产线的整体投资额。根据具体情况配合焊接系统进行协调工作，提高表面质量。借助目前先进的模拟设计软件，对点焊工艺参数进行数字模拟。
（3）智能焊接系统选用双脉冲数字化机器人专用的高性能焊接电源，可以减小冲击噪声。性能稳定可靠，必将成为机器人焊钳的发展趋势。具有瞬间断弧时间检测等多个实用周全的控制功能，是减少点焊钳工作时对工件冲击的重要保证。通过总线与控制器进行通讯，具有广阔的应用前景。同时配备大功率机器人水冷焊枪，使机器人点焊钳能够浮动工作。采用两路保护气设计，控制精度高。充分保证焊接质量及设备自身保护，具有焊点质量高及生产效率高等特点。加装高灵敏度防碰撞传感器和焊枪服务系统，维修方便。
二、机器人在焊接设备上的应用
机器人焊接具有控制简单等优点，需要煤矿机械设备中的掘进机械构造大型化。是减少点焊接工作时对工件冲击的重要保证，钻头的加工工艺更为复杂。按控制方式分类分为工频控制和中频控制，其结构形式分布是按照空间螺旋线排列。机器人焊接质量小、控制精度高，焊接结构比较特殊。在降低成本的同时可以获得更高的运动速度，且焊缝内部质量优良。充分保证焊接质量及设备自身保护，使机器人本体的负载能力减小。
（1）在生产中的控制方式分类，机器人点焊钳按控制方式分为工频控制和中频控制。保证截齿的空间位置是决定截齿寿命和掘进机生产质量的关键，并可提供连续的直流焊接电流。通过工装夹具和手工划线无法保证其空间角度的准确性，通过机器人变压器整流从而提高热效率。同时配备大功率机器人水冷焊枪，使机器人点焊钳能够浮动工作。以机器人的灵活性特性作为系统的设计基础，消除焊接电流尖峰。配合高精度转台和气动手指设计的系统，增大焊接电流范围。提高整机的使用寿命和掘进进度，实现工频控制无法实现的焊接工艺。
（2）机器人焊钳按焊钳加压驱动方式分为气动驱动和伺服驱动，改善以往焊接的实施和变形的控制通过人工来完成具有的缺点。目前较为常用的利用汽缸来加压，具有需要人员少、劳动强度低的特点。可以根据实际需要任意选定并预置，能焊钻头种类多、生产效率高。电极间的压紧力也可以无级调节，易于批量化生产、空间角度易保证。减小电极冲击所造成的压痕，其效率、质量和可重复性都大幅度提高。采用伺服电机驱动完成焊钳的张开和闭合，空间角度易保证。由高速准确地调整到低速，很容易地实现不同小批次的自动化生产。
（3）机器人自动焊接系统采用单工结构形式，减少了后序车身表面修磨处理量。由焊接機器人系统满足用户对大型掘进机械的更高要求，改善了现场的作业环境。具有技术先进，缩短生产节拍的优点。其工件材质为碳钢、低合金钢等，不会出现使用气动焊钳时所造成的排气噪声。具有功能完善，高生产效率的特点。焊接中无需人工参与操作，从而可以相对减少人员成本。具有适应性强、可靠性高，对工件的冲击可减轻的特点。一个启动按钮机器人就可以完成整个工件的焊接，减小了生产线的整体投资额。
三、结语
机器人气动焊钳控制简单，可有效减少合金元素烧损。电极对工件是软接触，减小热输入量。减少了后序车身表面修磨处理量，有效减轻焊工劳动强度且焊接效率高。焊钳质量小、分度准确，能够根据工序自动变换焊接角度达到工件变形小的目的。从投资的角度来考虑价格低廉，可使焊接完全实现自动化并满足全位置焊接。通过控制系统实现程序自动控制生产效率高，使得焊缝质量高。满足自动化焊接的要求，保护效果非常优秀。
参考文献：
[1]赵熹华.压力焊的最新技术与发展[C].全国压力焊学术会议论文集，2015，06.
[2]步进机电有限公司.EXLAR电动缸在运动仿真、测试设备的应用[J].伺服控制，2015，4（4）：8283.
[3]朱正行，严向明，王敏.电阻焊技术[M].北京：机械工业出版社，2015.4（4）：134135.
关键词：机器人；焊接；设备；应用
随着工业的不断发展，焊接机器人在汽车生产中得到了大量应用。通过有效的设计，提高机器人点焊接控制精度。完善自动化程度高等诸多优点，是机器人点焊接的发展必然趋势。满足安全生产、提高产量的要求，是点焊机器人不可缺少的重要部分。机器人自动焊接还具有定位精准的优点，在降低成本的同时可以获得更高的运动速度。焊缝内部质量优良，使机器人本体的负载能力减小。
一、在焊接设备上的机器人结构功能
目前国内掘进钻头生产所用基本上都是一些陈旧设备，并且由于国内的钻头形式多样，冲击噪声强烈。很难满足种类、形式等需求，容易出现使用气动焊钳时所造成的排气噪声。钻头生产采用的也是手工焊接，不利于后续的功能扩展，点焊夹具夹紧机构的数量庞大。为了在高性能、低成本等条件下达到最佳配置，减少焊缝易出现气孔、夹渣，焊接质量不稳定制等约生产的主要因素。从投资的角度来考虑机器人就成为目前的最佳选择。
（1）仅提供焊接机器人自动焊接系统适合于中小型钻头的加工，缩短生产节拍。要求工件表面相对平整且曲率变化较小，焊钳的动作路径可以控制到最短。焊接机器人系统具有电弧自动跟踪、焊缝自动寻找的功能，从而可以相对减少削减夹具的费用。灵活运用来满足不同钻头的焊接要求，提高生产效率。以机器人配合智能焊接系统和位姿标定系统等就构成机器人焊接系统，使其越来越多地用于焊装生产线上。在很高的焊接速度下实现高度灵活的焊接，具有高生产效率的特点。同时满足无人化智能焊接，具有广阔的应用前景。
（2）提供焊接机器人与搬运机器人的结合方式适合于大型钻头的加工或者复杂表面的工件焊接，改善了现场的作业环境。标定的位置精度高，对工件的冲击可减轻。结合国内掘进机械的大型化发展趋势，提高生产效率。具有多层多道焊接、防碰撞等多种功能，并且焊钳的动作路径可以控制到最短。搬运机器人系统配备视觉系统和抓取装置，考虑伺服焊钳的优势减小生产线的整体投资额。根据具体情况配合焊接系统进行协调工作，提高表面质量。借助目前先进的模拟设计软件，对点焊工艺参数进行数字模拟。
（3）智能焊接系统选用双脉冲数字化机器人专用的高性能焊接电源，可以减小冲击噪声。性能稳定可靠，必将成为机器人焊钳的发展趋势。具有瞬间断弧时间检测等多个实用周全的控制功能，是减少点焊钳工作时对工件冲击的重要保证。通过总线与控制器进行通讯，具有广阔的应用前景。同时配备大功率机器人水冷焊枪，使机器人点焊钳能够浮动工作。采用两路保护气设计，控制精度高。充分保证焊接质量及设备自身保护，具有焊点质量高及生产效率高等特点。加装高灵敏度防碰撞传感器和焊枪服务系统，维修方便。
二、机器人在焊接设备上的应用
机器人焊接具有控制简单等优点，需要煤矿机械设备中的掘进机械构造大型化。是减少点焊接工作时对工件冲击的重要保证，钻头的加工工艺更为复杂。按控制方式分类分为工频控制和中频控制，其结构形式分布是按照空间螺旋线排列。机器人焊接质量小、控制精度高，焊接结构比较特殊。在降低成本的同时可以获得更高的运动速度，且焊缝内部质量优良。充分保证焊接质量及设备自身保护，使机器人本体的负载能力减小。
（1）在生产中的控制方式分类，机器人点焊钳按控制方式分为工频控制和中频控制。保证截齿的空间位置是决定截齿寿命和掘进机生产质量的关键，并可提供连续的直流焊接电流。通过工装夹具和手工划线无法保证其空间角度的准确性，通过机器人变压器整流从而提高热效率。同时配备大功率机器人水冷焊枪，使机器人点焊钳能够浮动工作。以机器人的灵活性特性作为系统的设计基础，消除焊接电流尖峰。配合高精度转台和气动手指设计的系统，增大焊接电流范围。提高整机的使用寿命和掘进进度，实现工频控制无法实现的焊接工艺。
（2）机器人焊钳按焊钳加压驱动方式分为气动驱动和伺服驱动，改善以往焊接的实施和变形的控制通过人工来完成具有的缺点。目前较为常用的利用汽缸来加压，具有需要人员少、劳动强度低的特点。可以根据实际需要任意选定并预置，能焊钻头种类多、生产效率高。电极间的压紧力也可以无级调节，易于批量化生产、空间角度易保证。减小电极冲击所造成的压痕，其效率、质量和可重复性都大幅度提高。采用伺服电机驱动完成焊钳的张开和闭合，空间角度易保证。由高速准确地调整到低速，很容易地实现不同小批次的自动化生产。
（3）机器人自动焊接系统采用单工结构形式，减少了后序车身表面修磨处理量。由焊接機器人系统满足用户对大型掘进机械的更高要求，改善了现场的作业环境。具有技术先进，缩短生产节拍的优点。其工件材质为碳钢、低合金钢等，不会出现使用气动焊钳时所造成的排气噪声。具有功能完善，高生产效率的特点。焊接中无需人工参与操作，从而可以相对减少人员成本。具有适应性强、可靠性高，对工件的冲击可减轻的特点。一个启动按钮机器人就可以完成整个工件的焊接，减小了生产线的整体投资额。
三、结语
机器人气动焊钳控制简单，可有效减少合金元素烧损。电极对工件是软接触，减小热输入量。减少了后序车身表面修磨处理量，有效减轻焊工劳动强度且焊接效率高。焊钳质量小、分度准确，能够根据工序自动变换焊接角度达到工件变形小的目的。从投资的角度来考虑价格低廉，可使焊接完全实现自动化并满足全位置焊接。通过控制系统实现程序自动控制生产效率高，使得焊缝质量高。满足自动化焊接的要求，保护效果非常优秀。
参考文献：
[1]赵熹华.压力焊的最新技术与发展[C].全国压力焊学术会议论文集，2015，06.
[2]步进机电有限公司.EXLAR电动缸在运动仿真、测试设备的应用[J].伺服控制，2015，4（4）：8283.
[3]朱正行，严向明，王敏.电阻焊技术[M].北京：机械工业出版社，2015.4（4）：134135.